Электроэнергетическая установка

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках электроэнергии для самообеспечения промышленных объектов, например компрессорных станций перекачки газа. Техническим результатом является обеспечение кроме пуска и генерирования прокрутки двигателя по ряду программ, а также профилактического ремонта, используя только один выпрямитель и один инвертор с постоянным обеспечением оборудования электроэнергией. Электроэнергетическая установка содержит электрическую машину, связанную с силовой турбиной, мостовой выпрямитель и параллельно включенный по шинам постоянного тока трехфазный мостовой инвертор на полупроводниковых ключах, управляемых от программируемой схемы, с присоединением выхода упомянутого инвертора через контактор, имеющий в каждой фазе одну входную клемму, соединенную с выходом инвертора, и две выходные клеммы. Первая выходная клемма присоединена к одной из обмоток статора электрической машины, а вторая - непосредственно или через фильтр к одной из фаз нагрузки. Использована общепромышленная электросеть или другой источник электроэнергии, присоединяемые через выключатель к входу упомянутого мостового выпрямителя. Установка снабжена дополнительным контактором, входная клемма каждой фазы которого соединена с одной из входных фаз указанного мостового выпрямителя, его первая выходная клемма присоединена непосредственно к фазе нагрузки, а вторая присоединена к одной из фаз обмоток статора электрической машины. В установке электрическая машина может работать как двигателем, так и генератором. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как источник электроэнергии для самообеспечения промышленных объектов.

В настоящее время широко применяются высокооборотные двигатели внутреннего сгорания, например газовые турбины, соединенные непосредственно или через компрессор с синхронными генераторами, которые через преобразователи тока обеспечивают питание нагрузок.

Известны энергетические установки [1] с использованием дополнительного источника электроэнергии, которые снабжены двумя преобразователями со звеном постоянного тока и реализуют как режим генерирования, так и двигательный режим синхронного генератора.

Наиболее близкой к изобретению является энергетическая установка [2], в которой за счет введения специальным образом подключаемого трехфазного коммутатора удается реализовать режимы «пуск» и «генерирование» при одном преобразователе, что резко уменьшает стоимость установки.

Однако в целом ряде важных объектов, например в компрессорных станциях для транспортировки газа, при использовании газотурбинного агрегата в качестве двигателя внутреннего сгорания, кроме режимов «пуск» - «генерирование», требуется обеспечение ряда режимов прокрутки и обеспечение профилактических работ. В этих режимах известная электроэнергетическая установка не обеспечивает компрессорную станцию освещением, вентиляцией и обогревом.

Техническим результатом является придание новых качеств при сохранении сниженной массы и стоимости электроэнергетической установки.

Технический результат достигается тем, что в электроэнергетической установке, содержащей двигатель внутреннего сгорания, соединенный с электрической машиной, которая работает как генератор, так и как двигатель, с использованием трехфазного мостового выпрямителя и параллельно включенного с ним по шинам постоянного тока трехфазного мостового инвертора на полупроводниковых ключах, управляемых от программируемой схемы, с присоединением выхода упомянутого инвертора через контактор, имеющий в каждой фазе по одной входной клемме, соединенной с силовым выходом инвертора, и по двум выходным клеммам, первая из которых присоединена к одной из обмоток статора электрической машины, а вторая, непосредственно или через фильтр, к одной из фаз нагрузки, с использованием общепромышленной электросети или любого другого трехфазного источника электроэнергии, присоединяемых через выключатель к входу упомянутого мостового выпрямителя, а установка снабжена дополнительным трехфазным контактором, входная клемма каждой фазы которого соединена с одной из входных фаз указанного мостового выпрямителя, а две выходные клеммы присоединены, первая непосредственно к фазе нагрузки, тогда как вторая присоединена к одной из фаз статора электрической машины.

На чертеже 1 представлена схема предлагаемой электроэнергетической установки, где обозначено:

1 - двигатель (газотурбинный агрегат) внутреннего сгорания;

2 - электрическая машина;

3 - ротор электрической машины;

4 - статор электрической машины;

5 - трехфазный мостовой выпрямитель;

6 - трехфазный мостовой инвертор на полупроводниковых ключах;

7 - программируемая сигналами X, Y, Z схема управления инвертором;

8 - трехфазный выключатель промышленной сети;

9 - устройства (кнопки) введения программ;

10 - блок питания схемой управления;

11 - нагрузки объекта;

12 - фильтр формирования синусоиды;

13 - трехфазный контактор;

14 - трехфазный контактор.

Предлагаемая электрическая установка работает следующим образом.

При включении электроэнергетической установки замыкается кнопка пуска Х и нормально разомкнутые контакты контакторов 13 14, после чего замыкается выключатель 8.

Электроэнергия от сети 220/380 В 50 Гц поступает для питания нагрузки и через выпрямитель 5 запитывает шины постоянного тока инвертора 6.

При этом система управления 7 обеспечивает векторное управление силовыми полупроводниковыми ключами инвертора 6, который обеспечивает возникновение вращающегося магнитного поля в обмотке статора 4 и в результате начинает вращаться ротор 3 электрической машины 2, которая раскручивает, например, компрессор турбины 1. При достижении определенных оборотов осуществляется поджиг газа в камерах сгорания и турбина начинает набирать обороты за счет собственной энергии.

По достижении оборотов «надежного запуска» автоматически или вручную замыкается кнопка Y, отключается выключатель 8 и контакты контакторов 13 и 14 переводятся в исходное состояние, изображенное на чертеже.

От обмоток статора 4 электрической машины 2 напряжение поступает на трехфазный мостовой выпрямитель 5, который запитывает шины постоянного тока инвертора 6. Выходное напряжение 6 через фильтр 12 обеспечивает электропитание нагрузки 11.

Для обеспечения режима прокрутки двигателя 1 на определенных оборотах замыкается кнопка Z, включаются выключатель 8 и контактор 14, нагрузка 11 и инвертор 6 запитываются от промышленной сети, а контакты контактора 13 переключаются к обмоткам статора 4 электрической машины 2. Программное устройство 7 обеспечивает режимы прокрутки или профилактических работ.

Во всех режимах работы нагрузка 11 обеспечивается электропитанием на базе одних и тех же выпрямителя и инвертора, что позволяет реализовать новые качества установки практически без ее усложнения.

Источники, использованные при составлении заявки

1. RU №2195763 С2, Н02Р 9/04, 1995 г.

2. RU №2363090 C1, Н02Р 9/04, 2006 г.

Электроэнергетическая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания, соединенный с электрической машиной, которая работает как генератор, так и как двигатель, с использованием трехфазного мостового выпрямителя и параллельно включенного с ним по шинам постоянного тока трехфазного мостового инвертора на полупроводниковых ключах, управляемых от программируемой схемы, с присоединением выхода упомянутого инвертора через контактор, имеющий в каждой фазе по одной входной клемме, соединенной с выходом инвертора и по двум выходным клеммам, первая из которых присоединена к одной из обмоток статора электрической машины, а вторая, непосредственно или через фильтр, к одной из фаз нагрузки, с использованием общепромышленной электросети или любого другого источника электроэнергии, присоединяемых через выключатель ко входу упомянутого мостового выпрямителя, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным контактором, входная клемма каждой фазы которого соединена с одной из входных фаз указанного мостового выпрямителя, а две выходные клеммы присоединены, первая непосредственно к фазе нагрузки, тогда как вторая присоединена к одной из фаз обмоток статора электрической машины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к инверторному генератору, в частности к инверторному генератору, оснащенному блоком генератора с приводом от двигателя внутреннего сгорания, в котором частота вращения двигателя является в зависимости от нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания и управления электрическим оборудованием летательного аппарата. .

Изобретение относится к инверторному генератору, в частности к инверторному генератору, оснащенному блоком генератора с приводом двигателя внутреннего сгорания и выполненному с возможностью ограничения сверхтока.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах противоаварийного управления энергоблоками теплоэлектростанций и теплоэлектроцентралей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании электроэнергетических установок, автономно обеспечивающих электроэнергией нагрузки.

Изобретение относится к системам управления турбогенераторными одновальными установками, используемыми для производства тепловой и электрической энергии, а именно турбогенераторными одновальными установками с тиристорным преобразователем частоты (ТПЧ).

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании турбогенераторных установок. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электрозапуска и самообеспечения электроэнергией газоперекачивающих агрегатов турбокомпрессорных станций

Изобретение относится к энергетике, к управлению торможением ветровой турбины

Изобретение относится к инверторному генератору, в частности к инверторному генератору, оснащенному блоком генератора с приводом двигателя внутреннего сгорания и выполненному с возможностью устранения из выходного значения переменного тока нелинейного гармонического искажения до предельно допустимой степени

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для самообеспечения электроэнергией газоперекачивающей станции, составленной из газотурбинного двигателя и связанного с ним компрессора, повышающего давление в газопроводе

Изобретение относится к области электротехники, обеспечивающей электроснабжение автономных объектов

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления резервным электрическим генератором постоянной частоты с изменяемым числом оборотов. Технический результат - обеспечение максимального коэффициента использования топлива двигателя и минимума шума, связанного с работой генератора. В способе управления электрическим генератором с приводом от двигателя генератор вырабатывает выходное напряжение с некоторой частотой, а двигатель работает с рабочим числом оборотов. Способ включает подключение генератора к нагрузке и изменение рабочего числа оборотов двигателя для оптимизации расхода топлива в зависимости от нагрузки. Затем частоту выходного напряжения изменяют до заданного уровня. 3 н.и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретения относятся к электротехнике, а именно к средствам защиты ветроэнергетических установок при значительном увеличении скорости ветра. Технический результат заключается в обеспечении возможности полной остановки ветроколеса при его торможении. Устройство для реализации способа торможения ветроколеса ветроэнергетической установки, содержащей электрический генератор, включает датчик оборотов вала генератора, контроллер, переключающее устройство и аккумуляторную батарею. Переключающее устройство выполнено в виде двунаправленного транзисторного ключа, содержащего соединенные между собой эмиттерами первый и второй транзисторы p-n-p-n структуры и два диода, отрицательные электроды которых соединены соответственно с коллекторами первого и второго транзисторов, а положительные электроды соединены между собой и с эмиттерами транзисторов. Двунаправленный транзисторный ключ включен коллекторами транзисторов между одним концом обмотки статора генератора и положительным полюсом аккумуляторной батареи, отрицательный полюс которой соединен с другим концом обмотки статора генератора. Датчик оборотов вала генератора подключен к первому входу контроллера, первый и второй выходы которого подключены к затворам соответственно первого и второго транзисторов, а третий выход контроллера соединен с эмиттерами транзисторов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электростартерного запуска маршевых авиадвигателей. Технический результат - обеспечение высокой энергетики и обеспечение раскручивания авиадвигателя до оборотов, соответствующих или превышающих синхронную частоту стартер-генератора. В способе запуска авиационного двигателя период его запуска делят на два интервала времени. В течение первого интервала времени запуск осуществляют путем формирования синхронной последовательности полуволн напряжения от одноименных фаз независимого источника переменного тока до достижения 10÷20% номинальной частоты стартер-генератора. В течение второго интервала времени запуска в моменты превышения величины питающего напряжения над величиной противоЭДС стартер-генератора и преимущественно в зоне ее амплитуды формируют асинхронную последовательность дискретных импульсов тока. Амплитуда этих импульсов не должна превышать предельно допустимого значения тока стартер-генератора, а число импульсов определяется в зависимости от заданной скорости разгона ротора авиационного двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электроснабжения автономных объектов. Техническим результатом является повышение надежности работы. Устройство электропитания постоянным током автономного транспортного судна содержит газотурбинный двигатель, электромеханическую передачу, включающую дифференциальный мультипликатор, электромагнитный тормоз-расцепитель, генератор, бесконтактный электродвигатель постоянного тока, блок коммутации, бортовые потребители электроэнергии постоянного тока, блок управления блоком коммутации и электродвигателя постоянного тока, управляемый выпрямитель. Указанные элементы соединены между собой так, как указано в материалах заявки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в стартер-генераторе низкоскоростного роторно-лопастного двигателя в составе автономной кооперационной системы энергоснабжения, ветроэнергетических и других установок на основе альтернативных источников энергии. Техническим результатом является обеспечение работы установки на базе роторно-лопастного двигателя с внешним подводом теплоты с высокими показателями энергетической эффективности в трех режимах с использованием типовых вентильных преобразователей и общепромышленного вентильного двигателя и повышение эффективности системы управления. Вентильный преобразователь напряжения (3) выполнен на активных полупроводниковых элементах с двусторонней проводимостью. В систему добавлены аккумуляторная батарея (9) и вторичные источники питания (10). Управление потоком электрической энергии осуществляется с использованием обратной связи по напряжению или току звена постоянного напряжения с учетом скорости вращения синхронной машины (2) и изменения нагрузки переменного напряжения. Система управления мультипликатором (7) связана с главной системой управления (6) роторно-лопастного двигателя (1). 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках электроэнергии для самообеспечения промышленных объектов, например компрессорных станций перекачки газа

Наверх